大学生结构设计大赛材料力学性能试验研究

为研究大学生结构大赛采用的白卡纸、竹皮、桐木的力学性能,应用LDS-5电子拉力试验机对222个试件进行轴向拉伸试验,探讨白卡纸、竹皮、桐木3种材料在不同厚度、宽度、长度条件下的受力性能。研究表明,对于竹皮、桐木、白卡纸3种材料,试件均会发生正截面断裂,少量竹皮、桐木试件发生斜截面断裂。在对试件进行加载过程中,由于施加的拉力存在偏心,削弱了试件的极限承载能力。对于白卡纸试件,长度改变对试件极限承载力无明显影响。竹皮材料随着厚度的增加,极限承载力呈非线性增长。综合强度和结构重量等因素,厚度为0.35 mm的竹皮材料最为适合制作拉索构件。最后获得不同材料的弹性模量、极限抗拉强度,并得到受拉构件极限承载能力Pu与构件宽度D的关系拟合公式,为学生进行结构设计提供较为科学的设计依据,为结构仿真分析提供较为精确的材料性能数据。